Question

一道物理题， （有点怀疑选项是不是错的，但书上确实是这么写）答案是D，为什么？

如图所示,质量为M的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ。斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之以加速度a匀加速上滑。在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止。地面对楔形物块的支持力为:
A (M+m)g
B （M+m)g-F
C (M+m)g+Fsinθ+ma
D (M+m)g-Fsinθ+ma
选项D打错！ 应该是(M+m)g-Fsinθ+masinθ

Answer 1

　　答案是错的

　　先对两个物体分别做受力分析

根据图一

N=mgcosθ     F-sinθmg-f=ma

根据图2 

因为是平衡状态所以

N'+ sinθf=Mg+ cosθN

N'=Mg+ cosθN- sinθf

N'=Mg+cosθmgcosθ-sinθ（F-sinθmg-ma）

N'=Mg+cosθmgcosθ-sinθF+sinθsinθmg+sinθma

     (M+m)g-Fsinθ+sinθma

Answer 2

如图所示,质量为M的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ。斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之以加速度a匀加速上滑。在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止。地面对楔形物块的支持力为:
================
解：因为题目要求确定地面对斜面体的支持力，所以，我们只关心竖直方向上的受力情况，对m，分析受力，在竖直方向，m受到重力mg，斜面的作用力f（f是斜面对m的支持力与摩擦力合力在竖直向上方向上的分力），F的竖直分力Fsin(theta)，m的加速度为asin(theta)，牛顿第二定律
Fsin(theta)+f-mg=ma*sin(theta)==>f=mg+ma*sin(theta)-Fsin(theta)

根据牛顿第三定律，f的反作用f'与f等大反向，竖直向下作用于斜面上；

对M，除了受到重力，地面支持力Fn就受到f'，平衡条件：
Fn=Mg+f'=（M+m)*g+ma*sin(theta)-Fsin(theta)==>D选项对。

Answer 3

答案没有问题。
考虑竖直方向的加速度（水平的不用考虑，让静摩擦力去平衡，题目没有涉及）
系统分析，在竖直方向上，向下为正：（M+m）g-N-Fsinθ=-masinθ
变形就可以得到N=(m+M)g-Fsinθ+masinθ

追问

原谅我理解能力差，能再说详细点吗

追答

就是对两个物体一起进行受力分析，受到重力mg+Mg，支持力N，地面静摩擦力f，拉力F。（两物体间的压力，支持力，滑动摩擦力都不用考虑，他们都是内力）
沿水平和竖直方向分解
水平方向不用考虑了（如果要求求静摩擦力等问题，需要考虑水平方向，水平方向也有加速度）
考虑竖直方向，受力就是（m+M）g，N，Fsinθ，他们的合力，产生竖直方向的加速度asinθ.

这个加速度只是m的，（如果考虑系统质心变化也可以），因此，合力=masinθ

即（M+m）g-N-Fsinθ=-masinθ

Answer 4

想了很久，发现m做匀加速运动，那么，它与M之间的摩擦力不会再加大了，自然要减去合外力ma，得到摩擦力啦。F-MA=f，FSINθ-MASINθ=fsinθ